摘要：在煉油(yóu)化工生産中經常(chang)出現一條蒸汽管(guan)道雙向輸送蒸汽(qi)的情況，本文就實(shí)現重油催化裂化(hua)裝置在進、出裝置(zhi)兩🍉個方💘向蒸汽質(zhi)量流量的實時、準(zhǔn)确測🔅量問題，提出(chū)了一種應用多參(cān)量雙向流 一體化(hua)節流式流量計 的(de)計量解決方案，并(bing)具體就一體化雙(shuāng)向孔闆流量計 的(de)工作原理、計量系(xi)統組成、功能特點(dian)、雙向流測量🌍的實(shí)現過程以及實際(jì)應用效果進行了(le)介紹。
0引言
　　許多煉(lian)化生産裝置，如催(cui)化裂化裝置、焦化(huà)裝置、連續重整裝(zhuāng)置等，常利用裝置(zhi)餘熱産出蒸汽，這(zhe)些裝置在正常生(sheng)産期間的自産蒸(zheng)汽大多被裝置内(nei)部使用，多餘部分(fèn)再外排輸出至系(xì)統管網，在裝置開(kai)停工或加工負荷(he)小⭐，自産蒸汽不足(zú)的情況下，又需💁要(yao)引入系統🛀🏻管網蒸(zhēng)汽作爲動力或熱(rè)源。因此，裝置♉蒸汽(qi)母管與系🈲統管網(wǎng)之間呈互供狀态(tài)，這就帶來了如何(he)在♻️同一管道中實(shi)現雙向流蒸汽流(liu)量實時測量的問(wèn)題。蒸汽單🔱管雙向(xiàng)互供，客觀上造成(cheng)了計🏒量的困難，也(yě)對生産裝置的能(neng)耗統計核算影❗響(xiǎng)很大。常規解決辦(ban)法是在同一條管(guan)線上安裝正反兩(liǎng)🔞套标準孔闆進行(hang)測量，但是往往出(chu)現直管段難于✏️保(bao)證，壓力損失也成(chéng)倍增🐪加，造成裝置(zhi)能耗額外增加，同(tóng)時因工藝流程和(he)裝置負荷變化，管(guan)道中蒸汽流向發(fā)生改變時，難以實(shí)現對任何一個方(fāng)向蒸汽💋流量的實(shí)時、準确測量和監(jiān)測🐆，不利于生産運(yùn)行控制和⛱️節能降(jiàng)耗。随着流量計量(liang)新技術的發展，流(liú)量二次表功能逐(zhu)漸完善，使得雙向(xiang)孔闆流量計在測(ce)量蒸汽雙向流量(liang)方面得到了推廣(guǎng)和應用。
1雙向孔闆(pǎn)流量計工作原理(li)
　　傳統的标準孔闆(pan)入口爲直角，出口(kǒu)爲45°倒角，不能測量(liàng)反向流量，如圖1所(suǒ)示。雙向孔闆的入(ru)口和出口結構相(xiang)同，均爲直角，可分(fèn)别測量雙方向流(liú)量，其結構如圖2所(suo)示。雙向孔闆流⚽量(liang)計就是依據在GB/T2624.2設(she)計與加工的不切(qiē)斜角、兩個端面、厚(hou)度和節流孔的兩(liang)個邊緣符合規定(ding)要求的孔闆。在GB/T2624.2—2006/ISO5167—2:2003《用(yong)安裝在㊙️圓形截面(miàn)管道中的差壓裝(zhuāng)置測量滿管流🥵體(tǐ)流量第二部🔴分:孔(kǒng)📱闆》中，對雙向孔闆(pǎn)做了詳細的規定(ding)，隻要按照标準㊙️設(she)計制造和安裝，就(jiu)⛹🏻‍♀️能獲得标準所規(guī)定的準确度。


　　雙向孔(kong)闆測量蒸汽雙向(xiang)流，與标準孔闆流(liú)量計的工作原☁️理(li)是一緻的，主要區(qū)别是節流件形式(shì)和二次表功能不(bú)同✉️，此外🚩還需要增(zēng)加一台差壓變送(sòng)器。測量流量的基(ji)本原理，就是以🌈流(liú)動連續性方程(質(zhi)量守恒定律)和伯(bo)努利方程(能量守(shǒu)恒定律)爲基礎🏃🏻‍♂️的(de)。當充滿管道的流(liú)體流經管道内的(de)節流件時，流速将(jiāng)在節流件處形成(cheng)局部收縮，因而流(liú)速增加，靜壓力降(jiang)低♉，于是在🈲節流件(jiàn)前後便産生了靜(jing)壓力差。流體流量(liàng)愈大，産生的壓差(chà)愈大，這樣可依據(jù)壓差來衡量流量(liang)的大小。孔闆流量(liang)計測量流量的基(jī)本公式如下:

　　式中(zhōng):qm爲質量流量kg/s;C爲流(liú)出系數，無量綱;ε爲(wèi)可膨脹性系數;d爲(wei)節🆚流件開孔直徑(jing)，m;β爲直徑比，(β=d/D);ρ1爲被測(ce)流體密度，kg/m3;Δp爲差壓(ya)，Pa。
2一體化雙向孔闆(pan)流量計的結構和(he)功能特點
2.1一體化(hua)雙向孔闆結構
　　一(yi)體化雙向孔闆流(liú)量計，采用雙向孔(kong)闆，裝有雙 差壓變(biàn)送器 ，并配套溫度(dù)、 壓力變送器 進行(háng)溫度、壓力補償。YJLB系(xi)列一體化雙向孔(kǒng)闆流量計，是将傳(chuán)統節流裝置和兩(liang)台智能差壓變送(song)器優化組裝成一(yi)體，采用專用轉換(huàn)單元，使其具備溫(wen)度、壓力、流量數據(jù)高精度寬量程補(bu)償的功㊙️能，從而構(gou)成一種多參量雙(shuang)向流一體化節流(liú)式新型✔️流量計量(liang)系統。一體化雙向(xiang)孔闆流量計結構(gou)如圖3所示。
2.2一體化(huà)雙向孔闆主要功(gong)能和特點
1)可實現(xian)雙向流量測量
　　一(yi)體化雙向孔闆流(liú)量計可根據現場(chang)管道中蒸汽流🌐量(liàng)的✉️實際狀況，如流(liu)入端與流出端壓(yā)力的變化，可正向(xiang)、反向雙😄向測量蒸(zheng)📐汽流量，使雙流向(xiàng)蒸汽流量的計量(liang)更便捷、更準确，解(jie)決☁️了之前傳統标(biao)準孔闆流量計隻(zhi)能單向測量蒸汽(qi)流量的問題。
2)測量(liàng)準确度有依據
　　一(yi)體化雙向孔闆流(liú)量計由于采用标(biao)準節流件，測量準(zhun)确度有依據;可采(cai)用符合GB/T2624—2006國家标準(zhǔn)的流量測量節流(liu)裝🛀置專家系統軟(ruǎn)件，設計出雙向孔(kǒng)闆的最佳開孔徑(jing)，以及雙向差壓變(bian)送器的差㊙️壓量程(chéng)。
3)流量測量範圍得(de)到擴展

　　一體化雙向孔(kǒng)闆流量計采用兩(liǎng)台智能型差壓變(bian)💃🏻送器，通過配置流(liú)量計算轉換單元(yuán)或流量計算機可(kě)根據兩個差壓信(xin)号自動判别其流(liu)向，并且實時完成(cheng)節🔞流件的流出系(xi)數C、流束可膨脹系(xi)數ε計算，在滿足測(ce)量準确度的同時(shi)，使兩個方向流🈚量(liàng)測量範圍度可達(dá)6∶1或🌈更寬。
4)安裝簡便(biàn)且有防凍功能
　　該(gāi)一體化雙向孔闆(pǎn)流量計采用防凍(dong)隔離技術，冬🔅季運(yùn)行無需保溫和伴(bàn)熱，并且由于沒有(you)了冷凝罐，不存在(zai)冷凝水，徹底‼️消除(chu)了傳統蒸汽節流(liú)裝置由于正負側(ce)冷凝水的液位差(cha)所導緻的⭕不可預(yu)知的👉測量誤差👉。采(cǎi)取一體化設計安(ān)裝，縮短了一次表(biǎo)與二次表的引壓(ya)管線長度，差壓變(bian)送器導壓管短，使(shǐ)😄儀表的動态性🛀🏻能(neng)得到提高。儀👅表整(zhěng)體組裝，安裝簡便(biàn)，消除了儀表現場(chang)安裝帶來的測量(liàng)誤差，去掉了儀🧑🏾‍🤝‍🧑🏼表(biao)箱及伴熱管線。同(tong)時用同一台流量(liang)計計量兩📧個方向(xiàng)的流量，不僅可以(yǐ)簡化系統、節省空(kong)間，還節省儀表購(gòu)置、安裝、維護費用(yòng)。
3一體化雙向孔闆(pǎn)流量計在重催裝(zhuang)置的應用
3.1裝置蒸(zheng)汽工藝流程
　　120萬噸(dun)/年重催裝置界區(qū)，各有一條中壓蒸(zhēng)汽母管和低✂️壓蒸(zheng)汽✏️母管，裝置生産(chǎn)所需的中、低壓蒸(zheng)汽經由這兩條母(mu)管從✉️系統管網💯引(yin)入。裝置内部有一(yi)台鍋爐産中壓蒸(zhēng)汽，氣壓機使用中(zhong)壓蒸汽作功後，排(pai)出低壓蒸汽❓，同時(shí)減溫減壓器将☀️中(zhong)壓蒸汽💜減溫減壓(yā)爲1.0MPa低壓蒸汽🌍供裝(zhuāng)置内部使用。裝置(zhi)正常生産期間富(fu)餘部分中壓蒸汽(qi)、低壓蒸汽也通過(guò)這兩條母管外排(pái)并入蒸汽系統管(guan)網。在裝置開🌈停工(gōng)期間及加工負荷(hé)較小鍋爐産汽量(liàng)較小情況下，需從(cong)系統管網引入蒸(zheng)汽作爲動力能源(yuan)。裝置蒸汽流程圖(tu)如圖🍓4所示。

3.2裝置雙(shuāng)向流蒸汽計量方(fang)案
　　該裝置中低壓(ya)蒸汽母管中的蒸(zhēng)汽流向屬于典型(xíng)的雙向流，因此，安(an)裝于裝置兩條蒸(zheng)汽母管線上的👈流(liu)量計應能實⁉️現雙(shuāng)向流量測量。應用(yòng)一體化雙向孔闆(pǎn)流🚶量計實現重催(cuī)裝置進出裝置兩(liang)個方向的🥵計量方(fāng)案及系統組🔆成如(ru)圖5所示。
　　在該蒸汽(qì)計量方案中，計量(liang)系統主要由YJLB系列(lie)多參量雙向流💛一(yi)🌈體化節流式流量(liang)計(配備有兩台EJA110A-E型(xing)差壓變☔送器)、FC2000-IAE(G)流量(liang)計算👄轉換🚩單元(一(yi)台測量出裝置蒸(zhēng)汽流量👣，另一台測(cè)量進💘裝置蒸汽流(liú)量)，以及雙支鉑電(dian)阻測溫💃🏻元件組成(chéng)。
　　在裝置現場，将多(duo)參量雙向流一體(ti)化節流式流量🈲計(jì)焊❓接在蒸汽管道(dào)上，同時安裝雙支(zhi)鉑電阻。在控制室(shi)，FC2000-IAE(G)流量計算轉換單(dan)元采用DIN35标準導軌(guǐ)安裝方式，可方便(biàn)地實現在DCS、PLC系統中(zhong)植入高精度🏃‍♂️流量(liang)計算環🧑🏽‍🤝‍🧑🏻節。流量計(ji)算轉換單元安裝(zhuāng)在控制室内機櫃(guì)上，可♍循環顯示當(dāng)前瞬時流量、累積(jī)流量、介🔞質溫度、介(jiè)質🔞壓力等參數⛷️量(liàng)，并傳輸補償計算(suàn)後的流量信号至(zhi)DCS系統進行瞬時流(liu)量、累積流量及曆(li)🐇史趨勢顯示，以便(bian)更好地查證雙向(xiang)計量系統狀态，并(bìng)可通過網絡⭐終端(duan)計算機上傳實時(shi)‼️蒸汽計量數據。
3.3雙(shuāng)向蒸汽流量測量(liàng)的實現過程

　　應用(yong)該計量方案實現(xian)進、出裝置雙向蒸(zheng)汽流量計量的基(jī)本⛷️過程爲:一體化(hua)雙向孔闆流量計(ji)爲雙差👅變結構，兩(liǎng)👨‍❤️‍👨台HAＲT差🔅壓變送器，分(fen)别測量正、反向蒸(zheng)汽差📞壓信号，壓力(lì)補償信号通過HAＲT協(xié)議從差壓變送器(qi)正🈲壓室讀取，正反(fǎn)兩個方向兩個差(cha)變的信号和雙支(zhi)鉑電阻信号分别(bié)接入到兩台流量(liàng)計算轉換單元。安(an)裝在控制室機櫃(gui)内的流量計算轉(zhuǎn)換單元完成對現(xiàn)場差壓、溫度、壓力(li)數據的采集，實時(shí)進行蒸汽流量的(de)溫壓補償運算，循(xun)環顯示當前蒸❓汽(qi)的瞬時🌈流量、累積(ji)流量、溫度、壓力、熱(re)量等參數，并将補(bǔ)償運算後的質量(liàng)流量信号和采集(jí)到的溫度、壓力信(xin)号，通過4～20mA信号或者(zhě)通訊接口傳給DCS，進(jin)行瞬時流量、累積(ji)💃🏻流量及曆史趨勢(shi)顯示，用于查證雙(shuāng)向計量系統狀态(tai)并上傳實時蒸汽(qì)計量數據。
4應用效(xiao)果
　　本文對該裝置(zhi)在2025年12月17日至12月17日(ri)從開車狀态過渡(du)到正常生産期間(jian)的蒸汽流量數據(jù)進行了跟蹤觀察(chá)和統計分析。首先(xiān)，以24小時日累計流(liú)量數據爲基礎，統(tong)計并繪制了進、出(chū)裝置兩個方向1.0MPa蒸(zhēng)汽和3.5MPa蒸汽📱的日累(lèi)計流量折線圖如(rú)圖6和🤟圖7所示。

　　圖6曲(qu)線清晰顯示了在(zai)12月17日，實現了裝置(zhì)低壓蒸汽流量由(yóu)進裝置輸入方式(shi)徹底轉變爲出裝(zhuāng)置輸出🌈方式的“零(ling)”間隔切換♊;圖7曲線(xian)清晰顯示了裝置(zhì)由開工初期，完全(quan)引入系統中壓蒸(zhēng)汽，轉變爲裝置開(kai)工鍋爐産汽後出(chū)現富⛹🏻‍♀️餘部分中壓(yā)蒸汽外排系統管(guǎn)網的情況。

　　同時，我(wo)們以七天爲一個(gè)計量周期，統計并(bìng)繪制了裝🌈置在不(bú)😘同時間段的消耗(hao)(進裝置)、外排(出裝(zhuāng)置)蒸汽量的柱狀(zhuang)圖🐪。如圖8和圖9所示(shi)。

　　從圖8和圖9柱狀圖(tú)我們可以清楚的(de)看出，在裝置開工(gong)初期😘，從💋6月🏃15日至12月(yue)17日期間，裝置大量(liàng)引入系統低壓蒸(zhēng)汽和中壓蒸汽，此(cǐ)時裝置蒸汽流向(xiang)全部爲進裝置方(fang)向。從12月17日開始，裝(zhuāng)置開車趨于正常(chang)，鍋爐開🆚始産汽，從(cóng)系統管網引入的(de)中🔆壓蒸汽量明顯(xiǎn)減少，并且有富餘(yú)㊙️中壓蒸汽外排，裝(zhuang)置已停止從系統(tǒng)管網引入低壓蒸(zhēng)汽，轉爲外排低壓(ya)蒸汽。
5結束語
　　采用(yong)多參量雙向流一(yī)體化節流式流量(liang)計與流量計算轉(zhuan)換單元構成的蒸(zheng)汽計量系統，比較(jiao)好地解決了長期(qi)困擾🏃‍♂️我公司催化(hua)裂化裝置蒸汽雙(shuāng)向計量難題，在我(wǒ)公司生産裝置雙(shuang)向流蒸汽計量檢(jian)測😍中達到了較好(hao)的實際應用效果(guo)。實現了對進出裝(zhuang)置兩個方向🧑🏾‍🤝‍🧑🏼蒸汽(qi)流量的實時、準确(que)計量，避免了以前(qián)曆次裝置在開停(tíng)工期間需要人工(gong)切換蒸汽計量流(liú)程的💚困難，也避免(miǎn)了開停工期間進(jin)出裝置蒸汽無計(jì)量、測量數據😍混亂(luàn)或數據不真實所(suǒ)造成的蒸汽平衡(heng)、能耗核算無🚩依據(ju)的📐突出問題，徹底(di)解決💰了以前裝置(zhi)引入😘系統管網蒸(zheng)汽消耗量、自産蒸(zheng)汽并網量無法同(tóng)步實時準确計量(liàng)的難題。從我公司(si)近兩年多來的流(liú)量計運行、計量檢(jiǎn)測數據情況來看(kàn)，目前這種雙向流(liu)蒸汽流量的計量(liàng)解決方案可行，計(jì)量系統運行可靠(kào)，計量數據準确，達(dá)到了對裝置自産(chǎn)、自用蒸汽分類分(fèn)項實時準确測量(liang)的目的，使得公司(si)煉化生産蒸汽系(xì)統計量數據檢測(ce)率得✌️到了進一步(bù)🈲提高。

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